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Correio Braziliense

Prótese devolve a pacientes a capacidade de sentir e controlar membros

Interface homem-máquina desenvolvida nos Estados Unidos devolve a paciente de 55 anos que amputou o pé a capacidade de controlar o membro e senti-lo como parte do corpo


postado em 31/05/2018 12:28

O bioengenheiro e professor do MIT descreve, ao lado da equipe, uma interface homem-máquina que melhorou o controle da prótese por um paciente(foto: Ryan Lash/TED/Divulgação)
O bioengenheiro e professor do MIT descreve, ao lado da equipe, uma interface homem-máquina que melhorou o controle da prótese por um paciente (foto: Ryan Lash/TED/Divulgação)


Hugh Herr é o que há de mais próximo de um homem biônico. Com quase 1,9m de altura, ele se movimenta com desenvoltura sobre duas próteses metálicas, que substituem as pernas perdidas em um acidente ocorrido há mais de três décadas. O homem de 54 anos dá pulos, sobe escadas e escala montanhas. Mas ele quer mais. “Ainda não sou um ciborgue.” Com isso, o norte-americano quer dizer que, por mais que o membro falso desenvolvido no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) reproduza com perfeição os movimentos naturais, inclusive obedecendo a comandos enviados pelo cérebro, ele ainda não é sentido como parte do corpo de Herr, que, por sinal, foi quem idealizou a prótese.

Chama-se propriocepção o senso de posição espacial de uma parte do corpo. Mesmo de olhos fechados, uma pessoa sabe onde estão suas mãos, seus braços, suas pernas. Da mesma forma, graças a esse sentido, ela percebe que os pés pisam um degrau ou o asfalto, por exemplo. Amputados não têm esse retorno. Sem ele, o controle motor, a adaptação da marcha e a sensibilidade das articulações se perdem. Obstinado por recuperar tudo isso, Herr dedica a carreira a desenvolver próteses inteligentes e, agora, está muito perto de atingir o objetivo.

Na capa da edição de ontem da revista Science Translational Medicine, o bioengenheiro e professor do MIT descreve, ao lado da equipe, uma interface homem-máquina que melhorou o controle da prótese por um paciente, também beneficiado com o reganho de comportamentos reflexivos naturais de quem não é amputado. “Esses resultados fornecem um protocolo para integração de sistemas biônicos com a fisiologia humana”, escreveram os cientistas, no artigo. Ou seja, abre caminho para a era dos ciborgues.

A tecnologia já havia sido descrita anteriormente pela equipe em experimentos com ratos e caprinos. Trata-se de interface mioneural agonista-antagonista (AMI, sigla em inglês), composta por tendões e eletrodos. Em uma intervenção cirúrgica simples e de pouco risco, o cirurgião retira dois enxertos musculares de alguma parte do corpo do paciente, costurando um no outro de cima a baixo para formar um par linear. Essa estrutura, então, é colocada sob a pele, perto do local da amputação. Ela é suturada ao tecido de forma que, quando metade do enxerto se contrai, o outro estica, um movimento natural chamado antagonista-agonista. Por fim, o cirurgião conecta diversas terminações nervosas ao par de músculo para que nervos cresçam no implante.

Assim que o enxerto está devidamente conectado, são usados eletrodos para unir cada músculo à prótese inteligente. No caso de o paciente mover o pé biônico, assim que um dos músculos do par se contrai, o oposto a ele estica, mandando um sinal elétrico ao cérebro. Por sua vez, este envia um retorno elétrico adicional à prótese, indicando a posição da articulação do tornozelo. Ou seja: o que a tecnologia faz é imitar um processo natural, reproduzindo a propriocepção.

O estudo publicado na Science Translational descreve o experimento com um paciente de 55 anos que amputou o pé em 2016 em decorrência de uma fratura do tálus — o osso que conecta esse membro à perna —, um dos traumas mais graves dessa  região. Na primeira cirurgia, a equipe construiu duas AMIs no que havia sobrado do tornozelo do paciente. Ao longo de seis semanas de reabilitação, ele fez exercícios  para preservar o movimento com a ajuda dos tendões implantados. “Pedíamos que ele visualizasse seu membro-fantasma e se focasse em mover o pé amputado em diversas direções. Em abril  passado, começamos as sessões com a prótese biônica”, conta Matthew E. Carney, cirurgião do Brigham and Women’s Hospital.

Melhor desempenho

Um ano depois da cirurgia, o paciente estava pronto para testes que avaliaram se a interface melhorou seu desempenho, comparado a outros quatro amputados que não receberam a AMI. Em atividades como subir e descer escadas e contrair ou estender o membro artificial, a performance do “ciborgue” foi superior a dos demais, algo medido tanto pelos relatos subjetivos de cada um quanto por um software de avaliação do movimento. O paciente experimental demonstrou melhor estabilidade, balanço, reflexo e chegou a declarar que sentia o pé como parte natural de seu corpo.

“Durante uma amputação convencional, corta-se a relação que normalmente ajuda as pessoas a controlar seus membros e senti-los onde estiverem no espaço. A maior parte dos músculos que controla os movimentos estão em pares, os agonista-antagonista. Então, quando você dobra o cotovelo, o seu bíceps contrai, fazendo com que o tríceps estique — esse movimento vai mandar ao cérebro a informação sensorial associada a posição, velocidade e força”, explica Tyler R. Clites, pesquisador do MIT que conduziu o estudo. “Se esses pares não estiverem intactos, as pessoas amputadas não têm como sentir onde seus membros estão, nem as forças aplicadas a eles”, diz, ressaltando que, diferentemente dos participantes do grupo de controle, o homem com a AMI foi capaz de ter essa percepção.

Embora o paciente do teste tenha perdido o pé, os pesquisadores explicam que a estratégia, que ainda precisa sofrer ajustes antes de entrar no mercado, poderá funcionar para virtualmente qualquer membro do corpo, beneficiando até mesmo pessoas que foram amputadas há muitos anos. Desde que um pouco do nervo saudável tenha sido preservado, é possível fazer os enxertos musculares.

À medida que a tecnologia sofre avanços, Hugh Herr os incorpora às próteses que usa. O bioengenheiro e montanhista acredita que, em 20 anos, não haverá mais pessoas sem membros, ainda que construídos em laboratório, uma visão que reconhece ser otimista, considerando que os custos não deverão ser baixos. “Acho que, com financiamento, em duas décadas, resolveremos as amputações, o que significa que teremos a capacidade de reconstruir um membro biônico com as mesmas funcionalidades, se não ainda maiores, que as dos membros fisiológicos inatos.”

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